透镜
【知识梳理】
一、透镜
1.
透镜分为凸透镜和凹透镜。
透镜的主光轴指通过两个球面球心的直线;光心(O)即薄透镜的中心。通过光心的光线传播方向不改变。焦点(F)指凸透镜能使与主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点。焦距(f)是焦点到凸透镜光心的距离。
凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。基本光路图如下:
二、凸透镜成像规律
1.
凸透镜成像实验:实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是使烛焰的像成在光屏中央。
实验时,无论怎样移动光屏,都得不到实像的原因可能有:①蜡烛在焦点以内;②烛焰在焦点上;③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。
2.
凸透镜成像规律。
三、凸透镜的应用
1.
放大镜。
放大镜的工作原理是当u2.
照相机。
照相机的工作原理是当u>2f时,影像传感器上成倒立、缩小的实像。照相机的镜头为凸透镜;影像传感器相当于光屏,其作用是将影像转化为电信号;镜头到影像传感器的距离为像距v;利用光圈可调节进入相机的光亮度。现在多数相机的光圈、快门时间、像距均可自动调节。
3.
投影仪(幻灯机、电影放映机的工作原理相同)。
投影仪的工作原理是当f【典例精讲】
考点一
凸透镜和凹透镜的判别
1.凸透镜和凹透镜的光学性质不同,为辨别直径相同的两个透镜的种类,现分别将它们正对太阳光,再把一张纸放在它们的下方,在纸上分别得到大小不同的甲、乙两个光斑。透镜与光斑的大小如图所示(d1<d<d2)。下列判断中正确的是(
)。
透镜大小
甲
乙
A.能准确判断形成甲、乙两光斑的透镜种类
B.能准确判断形成甲光斑的透镜种类,但不能判断形成乙光斑的透镜种类
C.能准确判断形成乙光斑的透镜种类,但不能判断形成甲光斑的透镜种类
D.不能判断形成甲、乙两光斑的透镜种类
考点二
凸透镜成像规律的探究
2.【广安】如图所示,凸透镜的焦距为10cm,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像。凸透镜的位置固定不变,只移动点燃的蜡烛和光屏,下列说法中正确的是(
)。
A.
把蜡烛移到刻度值为30cm处,再向左移动光屏,能在光屏上得到倒立、缩小的清晰实像,成像规律可以应用于照相机
B.
把蜡烛移到刻度值为14cm处,再向右移动光屏,能在光屏上得到倒立、放大的虚像,成像规律可以应用于投影仪
C.
把蜡烛移到刻度值为5cm处,再向右移动光屏,能在光屏上得到正立、放大的虚像,成像规律可以应用于放大镜
D.
烛焰在光屏上已成一个清晰的像,如果在蜡烛和凸透镜之间放一副近视眼镜,为了在光屏上重新得到清晰的像,光屏应向左移动
考点三
凸透镜成像光路图
3.2013年6月20日,我国第一位“太空教师”王亚平在“天宫一号”中完成太空授课。如图所示为王亚平在“天宫一号”中授课时做的水球透镜实验,通过水球我们可以看到她的像。下列各图能说明这种现象的成像原理的是(
)。
A.
B.
C.
D.
4.实验课中,某同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、火柴、光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验。请根据所学知识,回答下列问题:
甲
乙
丙
(1)某次实验时,凸透镜、蜡烛和光屏在光具座上的位置如图甲所示,此时烛焰在光屏上成倒立、缩小的像,则图中C位置上放置的是
。
(2)由于蜡烛的燃烧,使烛焰在光屏上的像偏高。若只调节蜡烛,使烛焰的像成在光屏中心,则应将蜡烛向
调节。
(3)某同学在透明玻璃板上用黑色笔画了个画像(如图乙所示)。他把玻璃板有画像的这一面面向凸透镜,用平行光源对着玻璃板上的画像照射,如图丙所示。移动光屏找到像,此时画像在光屏上所成的像应是
(填字母)。
A.
B.
C.
D.
【基础巩固】
1.(2020·浙江八年级月考)如图所示,小刚将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本,透过玻璃杯观看书上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等),改变书本到玻璃杯的距离,他所能看到的像可能是( )
A.甲、乙、丙、丁
B.甲、乙、丙
C.乙、丙
D.甲、丁
2.如图所示,F1、F2是凸透镜的焦点,S是放在凸透镜前的点光源,S′是S经凸透镜所成的像。当光源S沿平行主轴的方向向透镜匀速移动时(始终保持u>f),像S′远离透镜移动的情况是(
)
A.沿O与S′连线方向匀速运动
B.沿F2与S′连线方向加速运动
C.沿O与S′连线方向加速运动
D.沿F2与S′连线方向匀速运动
3.蜡烛、凸透镜、光屏依次放在图中所示的位置,这时光屏上得到一个倒立、缩小的清晰像。根据图中数据判断,此凸透镜的焦距可能为()
A.
B.
C.
D.
4.(2020·浙江七年级月考)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,实验桌上有光具座、蜡烛、光屏、焦距分别为15厘米和20厘米的凸透镜L1和L2等器材,小明先将蜡烛、凸透镜、光屏正确安放在光具座上,如图所示。下列说法中,正确的是(
)
A.若凸透镜是L1,小明能在光屏上看到烛焰清晰的像
B.若凸透镜是L1,小明将光屏向右移动适当的距离,光屏上能出现烛焰清晰的像
C.若凸透镜是L2,小明将光屏移到60厘米刻度线处,光屏上能出现烛焰清晰的像
D.若凸透镜是L2,小明将光屏移到70厘米刻度线处,光屏上能出现烛焰清晰的像
5.如图所示,一束平行光经过一凸透镜,调节光屏的位置直到在屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,当物体距凸透镜30cm时,重新调节光屏的位置,清晰可得(
)
A.倒立缩小的实像
B.倒立等大的实像
C.倒立放大的实像
D.正立放大的虚像
如下图所示,F为凸透镜的两个焦点,A'B'为物体AB的像,则物体AB在( )
A.图中Ⅰ区域,比A'B'大,箭头方向向上
B.图中Ⅱ区域,比A'B'大,箭头方向向下
C.图中Ⅲ区域,比A'B'大,箭头方向向上
D.图中Ⅳ区域,比A'B'小,箭头方向向下
7.(2020·浙江八年级期中)如今杭州的几乎所有的街头都安装了高清晰摄像头,由公安局实施24小时监控,摄像机的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图,某嫌疑犯在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在C(即焦点F)处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像保持清晰),下列说法正确的是(
)
A.如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变在b点
B.如果该人远离镜头,镜头的焦质可能变在a点
C.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在d点
D.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在b点
8.(2020·全国九年级)小红同学将凸透镜正对太阳,在纸面上得到一个并非最小的光斑,此时光斑到凸透镜的距离为10cm。若凸透镜远离纸面的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距( )
A.一定小于10cm
B.一定等于10cm
C.一定大于10cm
D.可能小于10cm,也可能大于10cm
9.在探究凸透镜成像规律时,首先应调节凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心在同一直线上,并且大致在____________。如果凸透镜焦距为10cm,物距为25cm,移动光屏,可以在光屏上得到一个倒立、____________的实像.在照相机和投影仪中,成像情况与此类似的是___________。
【课后练习】
1.如图所示凸透镜,F为焦点,将物体分别放在下列a、b、c、d、e、f、g点,下列说法正确的是( )
A.校园门口安装的监控摄像头成像原理和物体在a点成像规律相同
B.a点和b点相比,b点处成正立的较大的虚像
C.物体在c、d、e、g点时能够在光屏上成倒立缩小的实像
D.物体沿主光轴从g点向c点匀速运动时,物体移动速度大于像移
2.(2019·浙江七年级期末)如图所示,F1、F2是凸透镜的焦点,S
是放在凸透镜前的点光源,S’是
S
经过凸透镜所成的像。当光源
S
沿平行主光轴的方向向透镜移动时(始终保持
u>f),像
S’远离透镜移动的情况是()
A.沿平行于主光轴方向
B.沿
O
与
S’连线方向
C.沿F2与
S’连线方向
D.沿F1与
S’连线方向
3.将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为L。若凸透镜靠近纸的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距( )
A.一定小于L
B.一定等于L
C.一定大于L
D.可能小于L,也可能大于L
4.小华同学周末与兴趣小组的同学一起去参加活动,在用手机给同学们照相时,发现同学们已占满手机取景显示画面,但左边的小宇没有在画面中完整出现,为了让他也完全拍进照片,应该怎样调整(
)
A.手机远离同学
B.手机靠近同学
C.手机适当向左移动
D.手机适当向右移动
5.用手机摄像头扫描二维码(如图)可快速访问网络数据,当手机扫描二维码时( )
A.摄像头相当于凸透镜
B.二维码位于摄像头的一倍焦距以内
C.二维码位于摄像头的一倍焦距与二倍焦距之间
D.二维码中黑色部分反射光,白色部分吸收光
6.烛放在如图所示位置,通过凸透镜成倒立、缩小的像。下列说法正确的是( )
A.图中的光路是正确的
B.透镜成的是虚像
C.透镜的焦距小于10
cm
D.透镜的焦距大于20
cm
7.小乐对鱼的眼睛很好奇。观察发现鱼眼的晶状体几乎是个“圆球”,故有足够的折射能力。鱼在岸上由于折射能力太大,成像在视网膜的前方,因而看到模糊的景象。小乐想人的眼睛在水中看物体会怎样呢?有关下列说法其中正确的是( )
A.高度远视的人在水中裸眼看物体更清晰
B.高度近视的人在水中裸眼看物体更清晰
C.正常人在水中戴高度近视眼镜才能看清晰
D.以上说法都不正确
8.(2020·浙江萧山北干初中九年级)小金将科学老师的眼镜片对准太阳,发现镜片的另一侧的白纸上有一很小的亮斑。小金先将镜片放在如图的O位置,然后将点燃的蜡烛先后放在眼镜片左侧的b、c两点上,则下列说法正确的是(
)
A.科学老师是近视眼患者
B.该眼镜片与汽车观后镜属于同一类光学元件
C.蜡烛放b点,右侧不放光屏,将不能成像
D.蜡烛放b点处成的像比c点处的像要小
9.小明拍完毕业照合影后,想拍一张单身照,摄影师应采取的方法是(
)
A.使照相机靠近他,同时镜头往后缩,离胶片近一些
B.使照相机靠近他,同时镜头向前伸,离胶片远一些
C.使照相机远离他,同时镜头往后缩,离胶片近一些
D.使照相机远离他,同时镜头往前伸,离胶片远一些
10.(2020·浙江九年级月考)如图甲所示,在白纸上画出一个向左的箭头,在透明的玻璃杯中装满水。将玻璃杯移至白纸前方,会看到箭头方向向右了,如图乙所示。此实验中,盛水的玻璃杯相当于一个______镜,所成的是一个_______像(说明像的正倒、大小、虚实)。透镜
【知识梳理】
一、透镜
1.
透镜分为凸透镜和凹透镜。
透镜的主光轴指通过两个球面球心的直线;光心(O)即薄透镜的中心。通过光心的光线传播方向不改变。焦点(F)指凸透镜能使与主光轴平行的光线会聚在主光轴上的一点。焦距(f)是焦点到凸透镜光心的距离。
凸透镜对光线有会聚作用,凹透镜对光线有发散作用。基本光路图如下:
二、凸透镜成像规律
1.
凸透镜成像实验:实验时点燃蜡烛,使烛焰、凸透镜、光屏的中心大致在同一高度,目的是使烛焰的像成在光屏中央。
实验时,无论怎样移动光屏,都得不到实像的原因可能有:①蜡烛在焦点以内;②烛焰在焦点上;③烛焰、凸透镜、光屏的中心不在同一高度;④蜡烛到凸透镜的距离稍大于焦距,成像在很远的地方,光具座的光屏无法移到该位置。
2.
凸透镜成像规律。
三、凸透镜的应用
1.
放大镜。
放大镜的工作原理是当u2.
照相机。
照相机的工作原理是当u>2f时,影像传感器上成倒立、缩小的实像。照相机的镜头为凸透镜;影像传感器相当于光屏,其作用是将影像转化为电信号;镜头到影像传感器的距离为像距v;利用光圈可调节进入相机的光亮度。现在多数相机的光圈、快门时间、像距均可自动调节。
3.
投影仪(幻灯机、电影放映机的工作原理相同)。
投影仪的工作原理是当f【典例精讲】
考点一
凸透镜和凹透镜的判别
1.凸透镜和凹透镜的光学性质不同,为辨别直径相同的两个透镜的种类,现分别将它们正对太阳光,再把一张纸放在它们的下方,在纸上分别得到大小不同的甲、乙两个光斑。透镜与光斑的大小如图所示(d1<d<d2)。下列判断中正确的是(
)。
透镜大小
甲
乙
A.能准确判断形成甲、乙两光斑的透镜种类
B.能准确判断形成甲光斑的透镜种类,但不能判断形成乙光斑的透镜种类
C.能准确判断形成乙光斑的透镜种类,但不能判断形成甲光斑的透镜种类
D.不能判断形成甲、乙两光斑的透镜种类
答案:B
解析:因为凸透镜对光线起会聚作用,凹透镜对光线起发散作用,根据图示可知,甲一定是对光线起了会聚作用;而乙可能是对光线起了发散作用,也可能是形成放大的实像,因此形成甲光斑的一定是凸透镜,而形成乙光斑的可能是凹透镜,也可能是凸透镜。
考点二
凸透镜成像规律的探究
2.【广安】如图所示,凸透镜的焦距为10cm,此时烛焰在光屏上成一个清晰的像。凸透镜的位置固定不变,只移动点燃的蜡烛和光屏,下列说法中正确的是(
)。
A.
把蜡烛移到刻度值为30cm处,再向左移动光屏,能在光屏上得到倒立、缩小的清晰实像,成像规律可以应用于照相机
B.
把蜡烛移到刻度值为14cm处,再向右移动光屏,能在光屏上得到倒立、放大的虚像,成像规律可以应用于投影仪
C.
把蜡烛移到刻度值为5cm处,再向右移动光屏,能在光屏上得到正立、放大的虚像,成像规律可以应用于放大镜
D.
烛焰在光屏上已成一个清晰的像,如果在蜡烛和凸透镜之间放一副近视眼镜,为了在光屏上重新得到清晰的像,光屏应向左移动
答案:A
解析:蜡烛移到刻度值为30cm处,u>2f,成倒立、缩小的实像,像距2f>v>f,光屏应向左移动,成像规律应用于照相机;蜡烛移到刻度值为14cm处,2f>u>f,成倒立、放大的实像,成像规律应用于投影仪;蜡烛移到刻度值为5cm处,u<f,成正立、放大的虚像,虚像不能呈现在光屏上;近视镜片是凹透镜,对光线起发散作用,放置后,光线延迟会聚,像距变大,应向右移动光屏才能得到清晰的像。
考点三
凸透镜成像光路图
3.2013年6月20日,我国第一位“太空教师”王亚平在“天宫一号”中完成太空授课。如图所示为王亚平在“天宫一号”中授课时做的水球透镜实验,通过水球我们可以看到她的像。下列各图能说明这种现象的成像原理的是(
)。
A.
B.
C.
D.
答案:A
解析:图中所成的像为倒立、缩小的实像,因此水珠相当于凸透镜,并且物距大于两倍焦距,像距在一倍焦距和两倍焦距之间,故选A。
4.实验课中,某同学利用光具座、凸透镜、蜡烛、火柴、光屏做“探究凸透镜成像规律”的实验。请根据所学知识,回答下列问题:
甲
乙
丙
(1)某次实验时,凸透镜、蜡烛和光屏在光具座上的位置如图甲所示,此时烛焰在光屏上成倒立、缩小的像,则图中C位置上放置的是
。
(2)由于蜡烛的燃烧,使烛焰在光屏上的像偏高。若只调节蜡烛,使烛焰的像成在光屏中心,则应将蜡烛向
调节。
(3)某同学在透明玻璃板上用黑色笔画了个画像(如图乙所示)。他把玻璃板有画像的这一面面向凸透镜,用平行光源对着玻璃板上的画像照射,如图丙所示。移动光屏找到像,此时画像在光屏上所成的像应是
(填字母)。
A.
B.
C.
D.
答案:(1)蜡烛
(2)上
(3)B
解析:(1)根据凸透镜成像的规律,烛焰在光屏上成倒立、缩小的像,说明此时物距大于像距,所以图中C位置放置蜡烛,B位置放置凸透镜,A位置放置光屏。?(2)实?验中,当蜡烛烧短后,根据过光心的光线传播方向不变,其像的位置会变高,若只调节蜡烛,则应将蜡烛向上调节。(3)由图丙可知,物距小于像距,因此物体所成的像是倒立、放大的实像,此时要注意物与像的左右是相反的。
【基础巩固】
1.(2020·浙江八年级月考)如图所示,小刚将盛满水的圆柱形透明玻璃杯贴近书本,透过玻璃杯观看书上的鹦鹉图片(圆圈中的鹦鹉图与书本中的鹦鹉图实际大小相等),改变书本到玻璃杯的距离,他所能看到的像可能是( )
A.甲、乙、丙、丁
B.甲、乙、丙
C.乙、丙
D.甲、丁
【答案】D
【分析】
盛满水的圆柱形透明玻璃杯形状相当于凸透镜;
u>2f,成倒立、缩小的实像;2f>u>f,成倒立、放大的实像;u<f,成正立放大的虚像.
【详解】
因为左右方向的玻璃杯面是一个弧形状,中间厚边缘薄,与凸透镜一样,所以是左右方向发生变化;
当物距小于焦距时,成正立放大的虚像,即左右变大,故甲符合题意;
当物体大于二倍焦距时,成倒立、缩小的实像,即左右颠倒,故乙不符合题意;
当物距大于焦距小于二倍焦距时,成倒立、放大的实像,即左右颠倒,故丙不符合题意;
当物距等于二倍焦距时,成倒立、等大的实像,即左右颠倒,故丁符合题意.
故选D.
2.如图所示,F1、F2是凸透镜的焦点,S是放在凸透镜前的点光源,S′是S经凸透镜所成的像。当光源S沿平行主轴的方向向透镜匀速移动时(始终保持u>f),像S′远离透镜移动的情况是(
)
A.沿O与S′连线方向匀速运动
B.沿F2与S′连线方向加速运动
C.沿O与S′连线方向加速运动
D.沿F2与S′连线方向匀速运动
【答案】B
【详解】
由凸透镜的三条特殊光线知道,当光源S沿平行主轴的方向向透镜移动到A点时(始终保持u>f),物体始终在凸透镜的焦距以外,此时所成的像始终是倒立的实像,当物距减小时,像距增大,像变大。所以像S′的移动情况是沿F2
与S′连线方向远离透镜移动到S″,如图所示
故选B。
3.蜡烛、凸透镜、光屏依次放在图中所示的位置,这时光屏上得到一个倒立、缩小的清晰像。根据图中数据判断,此凸透镜的焦距可能为()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【详解】
凸透镜成倒立缩小的实像,所以35cm>2f,可解得f<17.5cm;f<14cm<2f,可解得7cm<f<14cm,故7cm<f<14cm,故选B.
4.(2020·浙江七年级月考)在“探究凸透镜成像的规律”实验中,实验桌上有光具座、蜡烛、光屏、焦距分别为15厘米和20厘米的凸透镜L1和L2等器材,小明先将蜡烛、凸透镜、光屏正确安放在光具座上,如图所示。下列说法中,正确的是(
)
A.若凸透镜是L1,小明能在光屏上看到烛焰清晰的像
B.若凸透镜是L1,小明将光屏向右移动适当的距离,光屏上能出现烛焰清晰的像
C.若凸透镜是L2,小明将光屏移到60厘米刻度线处,光屏上能出现烛焰清晰的像
D.若凸透镜是L2,小明将光屏移到70厘米刻度线处,光屏上能出现烛焰清晰的像
【答案】B
【详解】
AB.若凸透镜是L1,此时物距
u=40cm>2f
成倒立、缩小的实像,像距应该是
f而图中
v=12cm故不能在光屏上看到烛焰清晰的像,当将光屏向右移动适当的距离,光屏上能出现烛焰清晰的像,故A错误,B正确;
C.若凸透镜是L2,此时物距
u=40cm=2f
成倒立、等大的实像,像距应该是
v=2f=40cm
将光屏移到60cm刻度线处,此时v=10cm,则光屏上不能出现烛焰清晰的像。故C错误;
D.若凸透镜是L2,此时物距
u=40cm=2f
成倒立、等大的实像,像距应该是
v=2f=40cm
而小明将光屏移到70cm刻度线处,此时v=20cm,则光屏上不能出现烛焰清晰的像。故D错误。
故选B。
5.如图所示,一束平行光经过一凸透镜,调节光屏的位置直到在屏上得到一个最小、最亮的光斑。小明用此凸透镜做“探究凸透镜成像规律”的实验,当物体距凸透镜30cm时,重新调节光屏的位置,清晰可得(
)
A.倒立缩小的实像
B.倒立等大的实像
C.倒立放大的实像
D.正立放大的虚像
【答案】A
【分析】
首先根据图象得出凸透镜的焦距,根据物距处于f和2f时,成倒立放大实像的原理进行分析.
【详解】
由图知,凸透镜的焦距为30cm?20cm=10cm,烛焰距凸透镜15cm,处于2f和f之间,此时成倒立、放大的实像。
故选A.
如下图所示,F为凸透镜的两个焦点,A'B'为物体AB的像,则物体AB在( )
A.图中Ⅰ区域,比A'B'大,箭头方向向上
B.图中Ⅱ区域,比A'B'大,箭头方向向下
C.图中Ⅲ区域,比A'B'大,箭头方向向上
D.图中Ⅳ区域,比A'B'小,箭头方向向下
【答案】C
【详解】
由题意知,像在一倍焦距和二倍焦距之间,根据凸透镜成像的特点,此时物体应在二倍焦距以外,且成的像是倒立缩小的实像,因此物体应比A′B′大,箭头方向向上;像在主光轴上方,根据凸透镜的三条特殊光线,利用折射时光路是可逆的,作出物体AB,由图可知;则物体应在主光轴下方,所以物体在图中Ⅲ区域,箭头方向向右斜上方。
故选C。
7.(2020·浙江八年级期中)如今杭州的几乎所有的街头都安装了高清晰摄像头,由公安局实施24小时监控,摄像机的像距几乎不变,但镜头的功能类似于人眼睛的晶状体,焦距可以调节,如图,某嫌疑犯在成像板上已经成清晰的像,此时镜头的焦点在C(即焦点F)处,在监控此人的过程中(该人在成像板上的像保持清晰),下列说法正确的是(
)
A.如果该人远离镜头,镜头的焦点可能变在b点
B.如果该人远离镜头,镜头的焦质可能变在a点
C.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在d点
D.如果该人靠近镜头,镜头的焦点可能变在b点
【答案】D
【详解】
AB.如果该人远离镜头,物距增大,像距减小,像点更靠近焦点,所以镜头的焦点可能变在c点。故AB错误。
CD.如果该人靠近镜头,物距减小,像距增大,像点更远离凸透镜的焦点,所以镜头的焦点可能变在a、b点,故C错误,D正确。
8.(2020·全国九年级)小红同学将凸透镜正对太阳,在纸面上得到一个并非最小的光斑,此时光斑到凸透镜的距离为10cm。若凸透镜远离纸面的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距( )
A.一定小于10cm
B.一定等于10cm
C.一定大于10cm
D.可能小于10cm,也可能大于10cm
【答案】A
【详解】
由于光斑到凸透镜的距离为10cm时,即像距为10cm时,纸上呈现一个并非最小的光斑,说明这个光斑可能是焦点之后的,也可能是焦点之前的光斑,所以,凸透镜的焦距f≠10cm;若凸透镜远离纸的过程中光斑一直变大,说明凸透镜的焦点不在光斑之后,故焦点应在光斑之前,即f一定小于10cm,故A正确。
故选A。
9.在探究凸透镜成像规律时,首先应调节凸透镜、光屏和烛焰,使它们的中心在同一直线上,并且大致在____________。如果凸透镜焦距为10cm,物距为25cm,移动光屏,可以在光屏上得到一个倒立、____________的实像.在照相机和投影仪中,成像情况与此类似的是___________。
【答案】同一高度
缩小
照相机
【详解】
在凸透镜成像规律中,要遵循“三心一线”,即烛焰焰心、凸透镜光心、光屏中心,所以要让中心在同一个高度上。
当焦距为10cm时,物距为25cm大于2f,呈现倒立缩小的实像,而照相机便是利用此原理。
补充:投影仪的实验原理是成倒立放大的实像。
【课后练习】
1.如图所示凸透镜,F为焦点,将物体分别放在下列a、b、c、d、e、f、g点,下列说法正确的是( )
A.校园门口安装的监控摄像头成像原理和物体在a点成像规律相同
B.a点和b点相比,b点处成正立的较大的虚像
C.物体在c、d、e、g点时能够在光屏上成倒立缩小的实像
D.物体沿主光轴从g点向c点匀速运动时,物体移动速度大于像移
【答案】B
【分析】
凸透镜成像的三种情况和应用:
u>2f,成倒立、缩小的实像,物距增大速度大于像距减小速度,应用于照相机和摄像机;
u=2f,成倒立、等大的实像,一般用来求凸透镜的焦距;
2f>u>f,成倒立、放大的实像,物距增大速度小于像距减小速度,应用于幻灯机和投影仪;
u凸透镜成实像时,物近像远像变大;成虚像时,物近像近像变小。
【详解】
A.物体放在a点,uB.物体放在a、b点时,成虚像,b点较a点物距较大,则成的虚像也变大,故B正确;
C.物体放在c点,2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机,故C错误;
D.物体沿主光轴从g点向c点匀速运动时,在gd
段物体移动速度大于像移,在dc段物体移动速度小于像移,故D错误。
故选B。
2.(2019·浙江七年级期末)如图所示,F1、F2是凸透镜的焦点,S
是放在凸透镜前的点光源,S’是
S
经过凸透镜所成的像。当光源
S
沿平行主光轴的方向向透镜移动时(始终保持
u>f),像
S’远离透镜移动的情况是()
A.沿平行于主光轴方向
B.沿
O
与
S’连线方向
C.沿F2与
S’连线方向
D.沿F1与
S’连线方向
【答案】C
【详解】
点光源S沿平行主光轴的方向向透镜移动时,其中平行于主光轴的光线总不改变方向,折射光线一定过焦点;
如图。实像是所有折射光线会聚形成的,像点一定在过焦点的折射光线上。
u>f
时,凸透镜成实像,点光源S沿平行主光轴的方向向透镜移动时,物距减小,像距增大,所以像点向右远离凸透镜。
所以点光源S沿平行主光轴的方向向透镜移动时,像点沿F2与S′连线方向远离凸透镜。
故选C。
3.将凸透镜正对太阳光,其下方的纸上呈现一个并非最小的光斑,这时光斑到凸透镜的距离为L。若凸透镜靠近纸的过程中光斑一直变大,则该凸透镜的焦距( )
A.一定小于L
B.一定等于L
C.一定大于L
D.可能小于L,也可能大于L
【答案】C
【解析】
试题分析:由于光斑到凸透镜的距离为L时,即像距为L时,纸上呈现一个并非最小的光斑,所以凸透镜的焦距f≠L。若凸透镜靠近纸的过程中光斑一直变大,说明凸透镜的焦点不在光斑之前,焦点应在光斑之后,因此f一定大于L。A、B、D错误,C正确。
4.小华同学周末与兴趣小组的同学一起去参加活动,在用手机给同学们照相时,发现同学们已占满手机取景显示画面,但左边的小宇没有在画面中完整出现,为了让他也完全拍进照片,应该怎样调整(
)
A.手机远离同学
B.手机靠近同学
C.手机适当向左移动
D.手机适当向右移动
【答案】A
【详解】
A.
手机远离同学,物距增大,像距减小,像减小,符合题意。
B.
手机靠近同学,物距减小,像增大。不符合题意。
C.
同学们已经占满手机取景显示画面,手机适当左移,右边的同学又不能出现在画面中。不符合题意。
D.
同学们已经占满手机取景显示画面,手机适当右移,左边的同学更不能出现在画面中。不符合题意。
5.用手机摄像头扫描二维码(如图)可快速访问网络数据,当手机扫描二维码时( )
A.摄像头相当于凸透镜
B.二维码位于摄像头的一倍焦距以内
C.二维码位于摄像头的一倍焦距与二倍焦距之间
D.二维码中黑色部分反射光,白色部分吸收光
【答案】A
【详解】
A.手机摄像头相当于凸透镜,成倒立、缩小的实像,故A正确,符合题意;
BC.使用手机的摄像功能时,物距大于二倍焦距时,成倒立缩小的实像,因此,扫描二维码时,镜头和二维码之间的距离大于二倍焦距。故BC错误,不符合题意;
D.二维码中黑色条纹吸收所有光线,即黑色条纹不反射光,而白色条纹能够反射所有色光,故D错误,不符合题意。
故选A。
6.烛放在如图所示位置,通过凸透镜成倒立、缩小的像。下列说法正确的是( )
A.图中的光路是正确的
B.透镜成的是虚像
C.透镜的焦距小于10
cm
D.透镜的焦距大于20
cm
【答案】C
【详解】
由图知,物距为20cm,已知物体经凸透镜折射后成倒立、缩小的像,说明物体在二倍焦距之外,即20cm>2f,所以f<10cm,故C正确、D错误;平行于主光轴的光线经凸透镜折射后过焦点,而f<10cm,所以折射光线不可能过凸透镜右侧的“20cm”处,故A错误;凸透镜所成虚像是正立的、实像是倒立的,已知此时成的是倒立的像,所以是实像,故B错误。
故选C.
7.小乐对鱼的眼睛很好奇。观察发现鱼眼的晶状体几乎是个“圆球”,故有足够的折射能力。鱼在岸上由于折射能力太大,成像在视网膜的前方,因而看到模糊的景象。小乐想人的眼睛在水中看物体会怎样呢?有关下列说法其中正确的是( )
A.高度远视的人在水中裸眼看物体更清晰
B.高度近视的人在水中裸眼看物体更清晰
C.正常人在水中戴高度近视眼镜才能看清晰
D.以上说法都不正确
【答案】B
【详解】
高度近视的人是因为他的眼睛的晶状体会聚能力强,因为光在水中的传播速度比在空气中小,光从水中射入眼睛折射程度明显减小,高度近视的人在水中裸眼看物体更清晰。正常人在水中就成远视眼了,应戴高度老花眼镜,故B正确。
故选B。
8.(2020·浙江萧山北干初中九年级)小金将科学老师的眼镜片对准太阳,发现镜片的另一侧的白纸上有一很小的亮斑。小金先将镜片放在如图的O位置,然后将点燃的蜡烛先后放在眼镜片左侧的b、c两点上,则下列说法正确的是(
)
A.科学老师是近视眼患者
B.该眼镜片与汽车观后镜属于同一类光学元件
C.蜡烛放b点,右侧不放光屏,将不能成像
D.蜡烛放b点处成的像比c点处的像要小
【答案】D
【详解】
A.将眼镜片对准太阳,发现镜片的另一侧的白纸上有一很小的亮斑,这说明眼镜片对光线具有会聚作用,为凸透镜,
凸透镜能矫正远视眼,即矫正老花眼,故A错误;
B.汽车观后镜为凸面镜,故B错误;
C.由图可知,b、c在凸透镜的一倍焦距和二倍焦距之间,成倒立放大的实像;右侧不放光屏时,不影响成像,即仍然能成像,只是不能承接像,故C错误;
D.凸透镜成实像时,物距越大,像距越小,像越小,故b点的像比c点的像要小,故D正确。
故选D。
9.小明拍完毕业照合影后,想拍一张单身照,摄影师应采取的方法是(
)
A.使照相机靠近他,同时镜头往后缩,离胶片近一些
B.使照相机靠近他,同时镜头向前伸,离胶片远一些
C.使照相机远离他,同时镜头往后缩,离胶片近一些
D.使照相机远离他,同时镜头往前伸,离胶片远一些
【答案】B
【详解】
摄影师利用照相机对着全体学生拍完合影后,若想再给小明拍一张单身照,即人的像会变大,据物距和像距的变化规律知,此时的像距一定变大,且物距必须减小,所以要减小照相机和小明的距离,即照相机靠近小明,同时将镜头向前伸,增大镜头与胶片之间的距离方可拍出清晰的照片,故ACD错误,B正确。
故选B.
10.(2020·浙江九年级月考)如图甲所示,在白纸上画出一个向左的箭头,在透明的玻璃杯中装满水。将玻璃杯移至白纸前方,会看到箭头方向向右了,如图乙所示。此实验中,盛水的玻璃杯相当于一个______镜,所成的是一个_______像(说明像的正倒、大小、虚实)。
【答案】凸透
倒立、缩小的实
【分析】
中间厚,边缘薄的透镜是凸透镜;中间薄,边缘厚的透镜是凹透镜;根据凸透镜成像的三种情况和应用进行判断:u>2f,成倒立、缩小的实像,应用于照相机;2f>u>f,成倒立、放大的实像,应用于幻灯机;u【详解】
[1]玻璃杯下半部分的中间厚,边缘薄,相当于一个凸透镜。
[2]据图能看出,此时成一个倒立、缩小的实像。